无绝缘轨道信号发送方法及信号发送器 【技术领域】
本发明涉及铁路信号传输技术，尤其涉及一种无绝缘轨道电路传输技术。
背景技术
2000无绝缘轨道电路技术是在法国UM71(U意为通用，M意为调制)无绝缘轨道电路技术引进、国产化基础上，结合国情，进行提高系统安全性、系统传输性能及可靠性的技术再开发。前者较后者在轨道电路传输安全性、传输长度、系统可靠性以及结合国情提高技术性能价格比、降低工程造价上都有了提高。
UM71轨道电路是通用调制的电气绝缘的轨道电路，它是由发送器EM在编码系统指令控制下，产生低频调制的移频信号，经过电缆通道、匹配单元TDA及调谐单元BA，送至轨道，从送电端传输到受电端调谐单元BA再经接收端的匹配单元、电缆通道，将信号送到接收器RE中，接收器将调制信号进行解调放大后，动作轨道继电器，用以反映列车是否占用轨道电路。钢轨上传输的低频信息，经机车接收线圈接收送给TVM-300系统，供机车信号、速度监控使用。
以上装置的缺点是：两种发送器功能只有几种载频信息和低频信号，无报警继电器，无冗余，低频频率精度为±0.1Hz、载频精度为±1Hz，精度低不利于信号发送的稳定性。
【发明内容】
本发明的目的在于避免现有技术的不足提供一种无绝缘轨道信号发送方法及发送器，其可以输出8种载频信息，内部实现低频、载频及电压的自检，增加报警继电器输出，实现“N+1”冗余。指标：低频：频率精度为±0.03Hz，载频精度为±0.15Hz。
为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：一种信号发送方法，包括有如下步骤：
步骤1：设定初始编码，通过载频电路和低频电路产生载频编码信息和低频编码信息；
步骤2：将载频编码信息和低频编码信息通过合成单元进行移频正弦波的信号合成，合成单元输出移频信号和低频信号；
步骤3：将移频信号和低频信号通过用于检测信号的检测单元根据载频编码信息和低频编码信息进行检测；
移频信号检测正确后，检测单元产生安全门驱动信号，将所述步骤2中产生的移频信号通过功放电路放大输出到报警继电器；同时，功放电路产生功放电压采样信号，功放电压采样信号通过检测单元进行检测；
在功放电压采样信号和低频信号检测正确后，检测单元输出安全与门驱动信号，将移频信号输出到报警继电器；
如果移频信号和低频信号以及功放电压采样信号同时或任一一个信号检测错误，则停止信号发送。
步骤4：移频信号由报警继电器安全输出。
进一步，在步骤3中所述的检测单元对移频信号检测包括以下步骤：
1)根据载频电路产生的载频编码信息，通过时钟产生电路产生滤波时钟；
2)根据滤波时钟，通过滤波解调电路对移频信号进行带通、低通滤波；
3)进行带通、低通滤波的移频信号进行整形；
4)通过整形的移频信号通过频率校验电路产生安全门电路驱动信号。
本发明还提供一种无绝缘轨道信号发送器，包括有功放电路，电源系统，还包括有根据编码条件，确定发送器输出的低频、载频信息的低频编码电路和载频编码电路；低频编码电路的输出端与用于进行移频正弦波的信号合成的信号合成单元和用于检测信号的检测单元的输入端相连接，载频编码电路的输出端也与信号合成单元和检测单元的输入端相连接；信号合成单元的一个输出端与检测单元的输入端相连接，信号合成单元的另一个输出端通过安全门电路与功放电路的输入端相连接，同时又与检测单元的输入端相连接；检测单元的输出端与安全与门电路的输入端相连接，检测单元的输出端又与安全门电路的输入端相连接；功放电路的输出端与发送报警继电器节点连接，功放电路的输出端又与检测单元的输入端相连接；安全与门电路的输出端与发送报警继电器连接。
所述的载频编码电路可以选择发出8种移频信号，分别是1701.4Hz、1698.7Hz、2001.4Hz、1998.7Hz、2301.4Hz、2298.7Hz、2601.4Hz、2598.7Hz。
所述的低频编码电路可以选择发送18种低频信号，如：10.3Hz、11.4Hz、12.5Hz、13.6Hz、27.9Hz、29Hz等。
进一步，所述的信号合成单元包括有根据低频编码产生低频信号的低频产生模块，低频产生模块的输出端与根据载频编码信息产生移频信号的载频产生模块连接，载频产生模块通过D/A转换模块产生移频信号。
进一步，如权利要求3或4所述的无绝缘轨道信号发送器，其特征在于，所述的低频产生模块为分频器，分频器输出低频信号到检测单元；分频器的输出端与所述的载频产生模块相连接，载频产生模块包括有相位累加器和波形存储器，相位累加器的输出端与波形存储器的输入端相连接，波形存储器的输出端又与D/A转换模块相连接，D/A转换模块为D/A转换器，D/A转换器输出移频信号到检测单元及安全门。
进一步，所述的检测单元由用于接收低频信号的低频接收单元和用于接收移频信号的移频接收单元，以及用于接收功放电压采样信号的功放电压采样接收单元组成。
进一步，所述地低频接收单元包括用于接收低频信号的计数器，计数器输出端与第一驱动电路的输入端相连接，第一驱动电路输出安全与门电路驱动信号。
进一步，所述的移频接收单元包括用于接收移频信号的滤波解调电路，滤波解调电路的输出端与频率校验电路的输入端相连接，频率校验电路输出安全门电路驱动信号。
进一步，所述的滤波解调电路还与用于产生滤波时钟的时钟产生电路相连接，时钟产生电路通过载频编码条件确定移频信息产生滤波时钟，滤波解调电路根据滤波时钟，对信号进行对应的带通、低通滤波及其整形。
进一步，所述功放电压采样接收单元包括用于接收功放电压采样信号的电压校验电路，电压校验电路的输出端与整流电路的输入端相连接，整流电路输出端与A/D转换模块输入端相连接，A/D转换模块的输出端与第二驱动电路的输入端相连接，第二驱动电路的输出端输出安全与门电路驱动信号。
在本发明中所述的低频编码电路和载频编码电路最好采用光电隔离电路。所述的电源系统最好采用24V转换为直流±5V、直流±12V DCDC24D5、DCDC24D12电源模块。所述的滤波解调电路最好采用现场可编程门阵列(FPGA)根据载频编码电路的输出端，确定载频信息产生滤波时钟。
本发明的有益效果是：采用本发明方法及装置可以输出8种载频信息，内部实现低频、载频及电压的自检，增加报警继电器输出，实现“N+1”冗余。指标：低频：频率精度为±0.03Hz，载频精度为±0.15Hz。其同时有效减小设备体积，改进安装方式，在技术指标满足要求的前提下，满足现场站房面积的要求。
【附图说明】
图1为本发明实施例1的方法步骤示意图；
图2为本发明实施例2的方法步骤示意图；
图3为本发明实施例3的方法步骤示意图；
图4为本发明的原理结构示意图；
图5本发明信号合成单元结构示意图；
图6本发明检测单元结构示意图。
【具体实施方式】
以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
实施例1：见图1，一种无绝缘轨道信号发送方法，包括有如下步骤：
步骤101：设定初始编码，通过载频电路和低频电路产生载频编码信息和低频编码信息；
步骤102：将载频编码信息和低频编码信息通过合成单元进行移频正弦波的信号合成，合成单元输出移频信号和低频信号；
步骤103：将移频信号和低频信号通过用于检测信号的检测单元根据载频编码信息和低频编码信息进行检测；
步骤104：移频信号检测正确后，检测单元产生安全门驱动信号，将所述步骤2中产生的移频信号通过功放电路放大输出到报警继电器；
步骤105：功放电路产生功放电压采样信号，并将功放电压采样信号通过检测单元进行检测；
步骤106：在功放电压采样信号和低频信号检测正确后，检测单元输出安全与门驱动信号，将移频信号输出到报警继电器；
步骤107：移频信号由报警继电器安全输出。
实施例2：一种无绝缘轨道信号发送方法，包括有如下步骤：
步骤101：根据编码条件，通过载频电路和低频电路产生载频编码信息和低频编码信息；
步骤102：将载频编码信息和低频编码信息通过合成单元进行移频正弦波的信号合成，输出移频信号和低频信号；
步骤103：将移频信号和低频信号通过用于检测信号的检测单元根据载频编码信息和低频编码信息进行检测；
步骤104：移频信号和低频信号检测同时错误停止信号发送。
实施例3：与实施例1相同，其中所述的检测单元对移频信号检测还包括以下步骤：
步骤1011：根据载频电路产生的载频编码信息，通过时钟产生电路产生滤波时钟；
步骤1012：根据滤波时钟，通过滤波解调电路对移频信号进行带通、低通滤波；
步骤1013：进行带通、低通滤波的移频信号进行整形；
步骤1014：通过整形的移频信号通过频率校验电路产生安全门电路驱动信号。
实施例4：本发明还提供一种无绝缘轨道信号发送器，包括有功放电路1，电源系统2，还包括有根据编码条件，确定发送器输出的低频、载频信息的低频编码电路4和载频编码电路5；低频编码电路4的输出端与用于进行移频正弦波的信号合成的信号合成单元5和用于检测信号的检测单元6的输入端相连接，载频编码电路4的输出端也与信号合成单元5和检测单元6的输入端相连接；信号合成单元5的一个输出端与检测单元6的输入端相连接，信号合成单元5的另一个输出端通过安全门电路7与功放电路1的输入端相连接，同时又与检测单元6的输入端相连接；检测单元6的输出端与安全与门电路8的输入端相连接，检测单元6的输出端又与安全门电路7的输入端相连接；功放电路1的输出端与发送报警继电器节点91连接，功放电路1的输出端又与检测单元6的输入端相连接；安全与门电路8的输出端与发送报警继电器9连接。
所述的信号合成单元5包括有根据低频编码产生低频信号的低频产生模块，低频产生模块将信息运放输出低频信号到检测单元及安全门；低频产生模块的输出端与根据载频编码信息产生移频信号的载频产生模块连接，载频产生模块通过D/A转换模块产生移频信号。所述的低频产生模块为分频器51，分频器51的输出端与所述的载频产生模块相连接，载频产生模块包括有相位累加器52和波形存储器53，相位累加器52的输出端与波形存储器53的输入端相连接，波形存储器53的输出端又与D/A转换模块54相连接，D/A转换模块54为D/A转换器，D/A转换器输出移频信号到检测单元及安全门。
所述的检测单元6包括用于接收低频信号的低频接收单元；用于接收移频信号的移频接收单元；用于接收功放电压采样信号的功放电压采样接收单元。所述的低频接收单元包括用于接收低频信号的计数器61，计数器61输出端与第一驱动电路62的输入端相连接，第一驱动电路62输出安全与门电路驱动信号。所述的移频接收单元包括用于接收移频信号的滤波解调电路63，滤波解调电路63的输出端与频率校验电路64的输入端相连接，频率校验电路64输出安全门电路驱动信号。所述的滤波解调电路63还与用于产生滤波时钟的时钟产生电路65相连接，时钟产生电路65通过载频编码条件确定移频信息产生滤波时钟，滤波解调电路根据滤波时钟，对信号进行对应的带通、低通滤波及其整形。所述功放电压采样接收单元包括用于接收功放电压采样信号的电压校验电路66，电压校验电路66的输出端与整流电路67的输入端相连接，整流电路67输出端与A/D转换模块68输入端相连接，A/D转换模块68的输出端与第二驱动电路69的输入端相连接，第二驱动电路69的输出端输出安全与门电路7驱动信号。
结合装置本发明的工作原理为：
1)发送器开机通电直流24V，电源系统2转换为直流±5V、直流±12V，为各个模块提供电源；
2)低频编码电路3根据外部编码条件产生对应的两路相同的低频编码信息，一路与用于合成移频正弦波的信号合成单元5连接；另一路与用于检测信号的检测单元6的输入端相连接；
3)载频编码电路4根据外部编码条件产生对应的两路相同的载频编码信息，一路与信号合成单元5连接，另一路与检测单元6的输入端相连接。
4)用于合成移频正弦波的信号合成单元5，根据低频编码及载频编码产生移频信号及低频信号。移频信号又分为两路相同的输出，一路输出与检测单元6的输入端相连接，另一个输出端通过安全门电路7与功放电路1的输入端相连接；低频信号输出与检测单元6的输入端相连接。
5)检测单元6，根据低频编码对低频信号进行检测，输出端连接安全与门驱动信号产生单元I，当检测低频正确后，安全与门驱动信号产生单元1输出一路安全与门驱动信号。同时，根据载频编码产生用于解调单元的带通滤波器的滤波时钟。当检测到解调单元有低频输出时，输出安全门驱动信号。同时，检测单元6对功出采样信号进行检测正确后，安全与门驱动信号产生单元2输出一路安全与门驱动信号。
6)安全门电路，当检测单元正确后输出驱动信号后，安全门打开，移频信号通过。
7)功放电路1对信号合成单元的信号进行放大输出，输出端与发送报警继电器节点91连接，功放电路1的另一路输出端又与整流电路657的输入端相连接，整流电路67输出端与A/D转换器68输入端相连接，A/D转换器68的输出端与安全与门驱动信号产生单元即第二驱动电路69的输入端相连接，安全与门驱动信号产生单元的输出端输出安全与门电路驱动信号。
8)安全与门电路8的输出端与发送报警继电器9连接，当有同时有两路安全与门驱动信号输入时，输出发送报警继电器信号。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。